KR101363773B1 - 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법에 관한 것으로써,
규소 24~26 중량%, 탄산나트륨 65~69 중량%, 탄산칼륨 4~6 중량%, 조개껍질 분말 3~5 중량%를 혼합시키는 조성물 혼합단계와,
혼합된 조성물을 용융로에 투입시켜 1600~1700℃에서 9시간 내지 13시간 동안 가열하여 규소와 탄산나트륨이 고온에서 반응하여 규산나트륨이 되도록 용융 가열하는 용융가열단계와,
규산나트륨과 탄산나트륨, 조개껍질에서 추출된 탄산칼슘 및 탄산칼륨으로 구성된 용융물을 추출하여 고형화되도록 냉각시키는 용융물추출냉각단계와,
고형화된 용융물을 세척하는 세척단계와,
세척이 이루어진 용융물을 물에 투입하여 용해시키는 용해단계와,
용해물을 불순물을 제거하도록 필터링 하는 필터링 단계와,
불순물이 제거된 용해물을 음용수에 비중 1~1.02가 되도록 희석하는 음용수희석단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF CONTAINING SILICA COMPONENT FOR POTABLE WATER}

본 발명은 인체의 신진 대사과정을 활발하게 제공하여 질병을 예방할 수 있도록 기능하는 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미네랄의 량을 증대시키고, 약알칼리성으로 원적외선이 방사되어 인체에 유익성을 향상시키도록 개선함으로써 직접 음용하여 섭취하거나 각종 식품에 첨가하여 섭취할 수 있도록 한 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 물(Water)은 상온에서 색, 냄새, 맛이 없는 액체를 말하는 것으로, 화학적으로는 산소와 수소의 결합물이며, 천연으로는 도처에 바닷물, 강물, 지하수, 우물물, 빗물, 온천수, 수증기, 눈, 얼음 등으로 존재한다.

물은 산소와 더불어 인간 생존에 가장 필수적인 요소이다. 인간은 물 없이는 단 며칠도 생명을 유지할 수 없다.

인체는 약 70%, 어류는 약 80%, 그 밖에 물 속의 미생물은 약 95%가 물로 구성되어 있다. 즉, 생물의 생명현상도 여러 가지 물질이 물에 녹은 수용액에 의해서 일어나는 화학변화가 복잡하게 얽힌 것이라 말할 수 있다.

인체는 식물과 달리 몸에서 필요한 물질을 스스로 생산할 수 없기에 외부로부터 영양물질을 섭취해야만 생명을 유지할 수 있다. 인체 내의 각종 영양소는 물에 용해되어 있으며, 체내에서의 모든 대사반응은 물이 있어야 가능하므로 좋은 물의 섭취가 대단히 중요하다.

학자들의 연구 분석에 따르면, 좋은 물은 규산이 많이 함유되고, 알칼리성이며, 산소함량이 많고, 무기 미네랄이 적당히 함유되며, 6각수 인 것으로 발표되고 있다.

따라서 외부로부터 섭취한 물의 질과 양이 인체 내의 대사 반응에 영향을 주고 체질을 좌우하게 되므로 건강을 좌우하게 되는 것이다. 즉, 물의 상태가 좋지 못하거나 부족하면 인체 내의 대사반응에서 균형이 쉽게 깨지며 그에 따라 병이 생기는 악순환은 계속되는 것이다.

세계보건기구(WHO)는 깨끗한 물을 마시면 현재 우리 인류가 앓고 있는 질병의 80%를 제거할 수 있다고 말하고 있는데, 인체에서 물이 하는 역할은 세포의 형태를 유지하고 대사작용을 높이고, 혈액과 조직액의 순환을 원활하게 하며, 영양소를 용해시키며, 이를 흡수 운반해서 필요한 세포로 공급해주고, 체내에서 불필요한 노폐물이나 독소를 체외로 배설시키며, 몸속에 독성물질이 생성되는 것을 막으며 독성물질을 묽게 하여 배출하고, 몸에 쌓이는 피로물질인 젖산을 몸 밖으로 배출시켜 주며, 면역 기능을 높이고 성인병을 예방하거나 완치시키는데 공헌하며, 혈액을 중성 내지 알칼리성으로 유지하고, 체내의 열을 발산시켜 체온조절의 역할을 하며, 관절, 뼈마디의 움직임을 원활하게 해주는 윤활유 역할을 하고, 소장과 대장에서 음식물을 녹이고 희석시켜 소화흡수를 도와준다.

또한, 물속에 포함된 미네랄(Mineral)이란 주로 광석에 포함된 광물질이나 철, 망간 등의 여러 가지 요소가 있으며 이들은 지하수가 땅속을 흐르며 돌이나 암반을 조금씩 녹여서 물에 흡수된다. 미네랄은 무기질이라도 아주 미량이기는 하지만 사람의 인체 또는 동식물에 필수적으로 필요한 요소이다.

무기질의 미네랄(Mineral)은 골격과 치아조직 등 체 조직의 구조적 형성에 관여하며, 정상적인 심장박동, 근육수축성 조절, 신경자극전달, 체액의 산-알칼리 평형에 관여하고, 대사작용 조절기능을 가지며, 세포활동에 관여하는 효소나 호르몬의 중요한 구성요소로 작용함은 물론 당질, 지질, 단백질의 분해과정 중 에너지를 내는 반응을 활성화시키는 중요한 역할을 하고 있다.

지구환경의 무리한 개발과 비료와 농약의 사용 등의 요인으로 미네랄의 감소가 급속도로 진행되고 있으며, 식품의 가공은 그나마 식품 속에 함유된 미네랄을 더욱 감소시킨다. 그러므로 현대인에게는 미네랄 공급 프로그램이 더욱 절실히 필요하다.

인체는 아무리 산성물질, 알칼리물질이 많이 들어와도 그것을 정상적인 pH로 유지해 주는 완충장치가 있으므로 알칼리 수를 아무리 많이 마셔도 몸이 지나치게 알칼리화 하지는 않으며, 오히려 건강상의 문제가 되는 것은 체액의 산성화이다.

당뇨병, 신장병 등 성인병으로 체내에 산성노폐물이 많이 축적되어 체액이 pH 6.8이하로 산성화로 치우치면 사망하기도 한다. 인체는 항산성 기능에 의해서 체액을 pH 7.38의 약 알칼리 상태로 유지하려는 작용을 하며 이 작용은 췌장의 pH 8.8정도의 높은 알칼리성 체액을 정점으로 각 기관이 자율적으로 균형을 유지하는 메커니즘을 작동하게 된다.

상기와 같은, 산성도와 미네랄을 일상적으로 음용하는 음용수로 보충할 수 있다면 아주 바람직한 형태가 될 것이다.

이에, 일반적으로 음용수로 공급되는 상수도는 수질이 좋은 지하수나 용출수(湧出水)는 염소소독만을 하고 급수하는 경우가 많으나, 하천이나 호소를 수원으로 하는 수도에서는 탁도와 세균류 등의 유해불순물을 정성껏 제거하지 않고서는 음료수로서 공급할 수 없다. 이와 같이 물을 정화하는 것을 정수(淨水)라고 한다.

정수의 방법에는 대별하여 완속여과법(緩速濾過法)과 급속여과법이 있으며, 원수(原水)는 앞서의 어떤 방법으로든 정화의 목적을 달성할 수 있지만, 철 , 망간 기타 경도를 높이거나 냄새를 나게 하는 물질 등의 특수성분을 제거하기 위하여는 그것에 적합한 특수처리 방법을 채택해야 한다.

이러한, 정수에 사용되는 염소제는 인위적인 화학약품인 치아염소산나트륨을 사용하여 기계적인 설비를 이용하여 살균, 소독 및 산화작용을 수행하여 정수를 실시하고 있다.

그러나, 상기와 같은 정수 방식은 시설에 과다한 지출이 필요할 뿐만 아니라 약품 취급 시에 냄새, 두통, 충혈, 피부질환이 유발됨에 따라 전문적인 수질관리인이 필요하며, 염소제 성분으로 인하여 공급하는 수도관의 부식이 발생되고, 염화물이 스케일을 형성되어 수도관을 정기적으로 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 취수된 원수를 정수하면서 발암성물질을 다수 포함한 부산물이 생성됨에 따라 환경오염이 발생하는 문제점이 있었다.

그리고, 염소로 소독을 실시함에 따라 물 내부에 인체에 유익한 성분인 미네랄을 제거하고, 경도가 상승됨에 따라 연수 재처리에 따른 비용이 발생되는 문제점이 있었다.

아울러, 물이 염소소독으로 인하여 산성화 되어 체액의 산성화로 인한 건강을 해치는 문제점이 있었다.

이에, 최근에는 우리가 마시는 음용수를 알칼리 수(水)로 만드는 이온수기에 의한 알칼리 이온 수(ion水)는, 음용수 속의 무기물질에 전기를 통해주면 양극(+)과 음극(-)으로 나누어지는 원리를 이용하여 물을 전기분해 시키면 알칼리수와 산성수로 나누어지게 되는데 이를 총괄하여 이온 수를 만드는 이온정수기가 개발되었다.

이런, 이온정수기는 알칼리성 물을 얻기는 쉬우나, 휴대 할 수 없고, 가격 또한 비싼 것이 단점이라 할 수 있으며, 수돗물 속에 존재하는 무기물질중의 알칼리성 물질만을 공급하는 문제점을 있었다.

상기와 같은 알칼리 형태의 물질 뿐만 아니라 각종 미네랄을 공급하도록 특허등록 제0355191호의 ' 음용수에 적용되는 맥반석 조성체 및 그의 제조방법' 에 의하면 맥반석과 제올라이트로 조성된 성형체로 이루어진 음용수에 적용되는 맥반석 조성체의 제조방법에 대하여 기술하고 있으나, 상기의 화학조성을 참조하면 맥반석의 철분(Fe2O3)이나 산화알루미늄(Al2O3)이 높은 수치로 나타남에 음용에 따른 부작용이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 사람들이 음용하는 음용수에 각종 미네랄을 안전한 비율로 포함하고, 약 알카리성이면서도 원적외선을 방사하는 음용수의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 요구에 따라 본 발명의 출원인은 미네랄의 량을 증대시키는 동시에 원적외선을 방사하는 내용을 특허등록번호 제10-0883825호로 출원하여 등록받은 바 있다.

본 발명은 상기 선출원하여 등록받은 특허등록번호 제10-0883825호의 내용을 더욱 개량하여 기능성을 향상시킨 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 기술 개발의 필요성을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 규소(Si), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼륨(K), 아연(Zn), 요오드(I), 셀레늄(Se), 철(Fe)의 성분이 원하는 양만큼 포함하도록 하여 인체의 미네랄 결핍을 방지할 수 있도록 하는 규소 조성물 및 이를 함유한 식품첨가 용액 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 미네랄의 량을 증대시키고, 약알칼리성으로 원적외선이 방사되어 인체에 유익성을 향상시키도록 개선한 규소 조성물 및 이를 함유한 식품첨가 용액 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 용융물추출냉각단계에서 냉각설비의 이용으로 건조시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 규소 조성물 및 이를 함유한 식품첨가 용액 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 세척단계를 포함하여 불순물을 제거하고, 살균을 동시에 진행하여 안전성을 향상시킬 수 있는 규소 조성물 및 이를 함유한 식품첨가 용액 제조방법을 제공하는 데 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면,

규소 24~26 중량%, 탄산나트륨 65~69 중량%, 탄산칼륨 4~6 중량%, 조개껍질 분말 3~5 중량%로 이루어져,

규소(Si), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼륨(K), 아연(Zn), 요오드(I), 셀레늄(Se), 철(Fe)의 미네랄 성분이 포함되는 규소 조성물을 제공한다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면,

규소 24~26 중량%, 탄산나트륨 65~69 중량%, 탄산칼륨 4~6 중량%, 조개껍질 분말 3~5 중량%를 혼합시키는 조성물 혼합단계와,

상기 조성물 혼합단계에서 혼합된 조성물을 용융로에 투입시켜 1600~1700℃에서 9시간 내지 13시간 동안 가열하여 규소와 탄산나트륨이 고온에서 반응하여 규산나트륨이 되도록 용융 가열하는 용융가열단계와,

상기 용융가열단계에서 규산나트륨과 탄산나트륨, 조개껍질에서 추출된 탄산칼슘 및 탄산칼륨으로 구성된 용융물을 추출하여 고형화되도록 냉각시키는 용융물추출냉각단계와,

상기 용융물 추출냉각단계에서 냉각되어 고형화된 용융물을 세척하는 세척단계와,

상기 세척단계에서 세척이 이루어진 용융뮬을 물에 투입하여 용해시키는 용해단계와,

상기 용해단계에서 용융물을 용해시킨 용해물을 불순물을 제거하도록 필터링 하는 필터링 단계와,

상기 필터링 단계에서 불순물이 제거된 용해물을 음용수에 비중 1~1.02가 되도록 희석하는 음용수희석단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 규소 조성물을 함유한 음용수 제조방법을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 용융물추출냉각단계에서는 영하의 온도에서 9시간 내지 13시간 동안 냉풍 건조시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 부가적인 특징에 따르면, 상기 세척단계에서는 고형화된 용융물을 소정의 크기로 커팅하거나 파우더로 만든 후 기계세척을 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 부가적인 특징에 따르면, 상기 용해단계에서는 탱크에 넣어 교감기를 이용하여 4시간 내지 8시간 동안 용해한 후, 24시간 내지 48시간 동안 정지된 상태에서 자연정제를 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 부가적인 특징에 따르면, 상기 필터링 단계에서는 투명도 95 내지 100%가 되도록 필터링을 수행하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 규소 조성물 및 이를 함유한 식품첨가 용액 제조방법에 따르면, 탄산나트륨과 조개껍질을 물속에 용해하여 음용수에 미네랄의 량을 증대시키고, 약알칼리성의 규소에서 원적외선이 방사되어 인체에 유익성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 나트륨, 철, 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 망간 및 리튬 등의 미네랄이 함유됨으로써 인체의 산성화를 방지하게 되어 건강을 증진시키는 효과가 있다.

또한, 규소와 탄산나트륨을 동일 몰의 비율로 반응시켜 규산나트륨을 형성함으로써 연수화에 대한 비용을 절감하는 효과가 있다.

또한, 용융 추출하여 내부 불순물을 제거하고, 물에 희석 사용하여 안전성을 향상시키면서 음용수에 희석하는 것으로 용이하게 사용함에 따라 사용자 용이성을 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 용융물추출냉각단계에서 냉각설비의 이용으로 건조시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 세척단계를 포함하여 불순물을 제거하고, 살균을 동시에 진행하여 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법을 나타내는 공정도이다.
도 2는 일반 수돗물과 본 발명의 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액에 각각 못을 담가 방치하여 시간이 경과됨에 따른 상태 결과를 확인하기 위해 시험한 사진이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제조과정에서 고형화된 규소결정체의 평균 방사율을 나타내는 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 따른 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법을 나타내는 공정도이다.

상기 도 1을 참조하여 설명하면, 먼저, 조성물 혼합단계(S1)에서 조성물을 혼합한다. 본 발명에서 사용되는 규소 조성물은 규소 24~26 중량%, 탄산나트륨 65~69 중량%, 탄산칼륨 4~6 중량%, 조개껍질 분말 3~5 중량%로 이루어진다.

이때, 규소 26 중량%, 탄산나트륨 65 중량%, 탄산칼륨 5 중량%, 조개껍질 4 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 조성의 혼합으로 인해 본 발명의 규소 조성물은 규소(Si), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼륨(K), 아연(Zn), 요오드(I), 셀레늄(Se), 철(Fe) 등의 미네랄 성분을 포함하게 된다.

이러한, 함량은 규소를 기준으로 규산나트륨이 형성되는 규소 1몰당 탄산나트륨 1몰의 량으로 반응시켜 규산나트륨을 형성한 상태로 탄산나트륨 0.1몰, 탄산칼륨 0.1몰, 조개껍질 0.1몰의 량이 되도록 인체의 칼륨과 나트륨의 비율을 맞추도록 각 량을 정산하고, 반응에 의해 불순물이 생성되지 않도록 임계치를 설정하였다.

상기 각 조성물들에 대하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 규소(silica)는 주기율표 제4B족의 탄소족원소에 속하는 비금속원소로써, 원소기호 Si 이고, 원자번호 14 이며, 원자량 28.0855 이며, 녹는점 1414℃ 이고, 끓는점 2335℃ 이며, 비중 2.33(18℃) 이다.

이런 규소는 자연계에는 유리상태로 산출되지 않고, 산화물, 규산염 등으로 존재하며, 암석권의 주요 구성성분이 되어 있다. 클라크수(지각 내의 존재량)는 산소에 이어 제2위로 많아 27.6%를 차지한다.

탄산나트륨(sodium carbonate)은 탄산의 나트륨염을 말하는 것으로, 탄산소다, 소다라고도 하며, 무수물(無水物)은 소다회, 10수화물은 세탁소다, 결정소다라고도 한다. 화학식 Na2CO3이며, 무수물은 백색분말로, 흡습성이 강하다. 일반적으로 1수화물, 7수화물, 10수화물이 알려져 있다. 100g의 물에 0℃에서 7.1g, 100℃에서 45.5g 용해한다. 알코올, 에테르 등에는 녹지 않는다. 수용액은 아래 화학식 1과 같이 분해하여 알칼리성을 나타낸다.

(화학식 1)

Na2CO3+H2O→NaOH+NaHCO3

탄산나트륨에 염산(HCl)이나 황산 등의 강산성을 가하면 아래 화학식 2와 같이 이산화탄소(CO2)를 발생한다.

(화학식 2)

Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2↑

탄산나트륨을 알칼리성으로 규소와 같은 비율로 용융로에서 1600~1700℃온도로 가열하면 아래 화학식 3과 같이 규산나트륨이 된다.

(화학식 3)

SiO2+Na2CO3→Na2SiO3+CO2

이와같이, 형성되는 규산나트륨(sodium silicate)은 규산의 나트륨염으로서, 규산소다라고도 한다. 조성에 따라 메타규산나트륨(Na2SiO3), 그 수화물인 오르토규산나트륨(Na4SiO4), 이규산나트륨(Na2Si2O5) 등 여러 가지가 있으나, 보통은 메타규산나트륨을 말한다.

수화물(水和物)도 있으나, 무수물은 규소와 탄산나트륨의 혼합물을 1600~1700℃온도로 가열 융해하여 고체화시켜서 만든다. 메타규산나트륨은 물에 잘 녹으며, 수용액은 가수분해하여 알칼리성이 된다. 규산나트륨의 진한 수용액을 물유리라 하며, 조성은 일정하지 않다.

이와 같은, 규산나트륨에 속한 규산염(SiO3)은 수질의 유기성 물질을 분해하는 자정능력을 가진 무공해 규석을 주체로 하는 청정제로써, 반도체 산업 및 바이오산업 등 최첨단 산업에서 식품용기의 방식제에 사용되고 있다.

또한, 미국 식품안정청(F.D.A)에서 식품첨가제로 승인에 따른 무해성을 인정받고 있다.

규산염 성분이 포함된 규산 나트륨은 물로 생성된 모든 자연의 물질을 중화시키며, 산성화 물질을 알칼리성 물질로 전환하는 자정능력 등을 가지는 물질이다.

규산염은 규석(silicate)이 많은 하천이나 냇물의 정화능력이 향상되는 원리를 이용하여 물의 변질을 막는 보존제의 형태로 개발되어 사용되었다.

이런, 규석(Silicate)에는 5대 영양소 중의 하나인 미네랄로 철, 요오드, 아연, 구리, 셀레늄, 망간, 몰리브덴, 불소 등의 미량원소를 함유하고 있다.

이러한, 규산염은 강알칼리성을 가져 산성을 중화하는 것뿐만 아니라, 자정능력을 향상시키는 원적외선이 방사된다.

이런 원적외선은 적외선영역(0.76~1000㎛) 중 인간에게 가장 유익한 파장의 영역(8~14㎛)이며, 생체를 구성하는 유기체와 공명현상을 잘 일으켜 인체가 받아들이기 좋은 파장대이다.

원적외선은 인체 내 세포를 구성하는 수분 등, 분자에 방사되어 세포를 분당 2000번 이상 미세하게 흔들어주는 진동을 통하여 세포조직을 활성화시켜 생명활동을 보다 왕성하게 해주며, 이러한, 세포활동과정에서 세포내부에서 열에너지를 발생시킬 뿐만 아니라, 인체 내 세포가 갖고 있는 유해물질인 노폐물을 자연스럽게 배출시키는 효과가 있다.

원적외선은 인체의 가장 기본조직인 세포에 영향을 미쳐 혈액순환을 촉진시키고, 인체의 자기방어능력을 강화시켜 스스로 건강을 회복하는데 도움을 준다.

또한, 원적외선은 발한작용을 통한, 촉진, 통증완화, 중금속 제거, 쾌적한 숙면효과, 탈취효과, 방균효과, 곰팡이 번식방지, 제습효과, 방충효과, 공기정화 등의 역할을 한다.

아울러, 음용수로 사용하기 위해서 채취하는 지하수 및 하천수는 내부에 칼슘이온이나 마그네슘 이온이 많이 녹아 있어 경도가 높은 센물로 염소계 정수시설을 통과하여도 환원되지 않고 내부에 잔존함에 따라 연수화를 위해서 다양한 형태의 시설을 설립하게 되는데, 탄산나트륨(Na2CO3)을 투입하면 칼슘과 마그네슘 이온을 나트륨과 반응하여 침전함에 따라 연수화 과정을 축소시킨다.

조개껍질은 탄산칼슘(calcium carbonate)을 주성분으로 하는 데, 탄산칼슘은 탄산의 칼슘염으로써, 화학식은 CaCO3로써, 자연계에 존재하는 염 중에 가장 많다. 그 형태도 여러 가지이며, 대리석, 방해석, 신석, 석회석, 백악, 빙주석, 조개껍질, 달걀껍질, 산호 등에 존재한다. 일반적으로 무색의 결정 또는 백색 고체로, 비중 2.93이며, 825℃에서 분해한다. 가열하면 이산화탄소가 발생하고, 생석회를 얻는다.

탄산칼슘을 실험실에서 얻는 데는 수용성 칼슘염에 탄산알칼리를 작용시키거나, 석회수에 이산화탄소를 통과시킨다. 공업적으로 석회석을 분쇄하여 가루로 반들어 체로 쳐서 가르거나, 풍피하여 얻는다. 이것을 중질탄산칼슘이라한다.

또, 석회유에 이산화탄소를 불어넣어 생기는 침전을 여과, 건조, 미세분쇄한다. 이것을 경질탄산칼슘이라고 한다. 또, 조개껍질을 습식분쇄한 것을 호분(胡粉)이라 한다. 탄산칼슘은 값이 싸고, 비중도 크지 않아 공업분야에 널리 사용된다. 즉, 석회석, 대리석으로 시멘트 주원료, 산화칼슘의 원료, 제철, 건축재료 등의 각종 중화제로서 사용된다. 또, 호분은 백색안료, 수성도료에, 침강 탄산칼슘은 안료, 도료, 치약 등에 사용되며, 고무에도 보강제로 배합된다.

이와 같이, 사용되는 탄산칼슘은 인체에 무해한 소재로 치약과 같은 첨자제로 사용되며, 인체에 칼슘을 보충하는 약제로도 사용이 가능하다.

탄산칼륨(potassium carbonate)은 탄산의 칼륨염으로써, 탄산칼리, 칼리라고도 한다. 화학식 K2CO3, 백색분말로 식물의 태운 재 속에 함유되어 있다. 녹는점은 891℃, 비중 2.29이다. 조해성이 있다. 수용액은 가수분해하여 염기성을 보이며, PH는 11.6이다. 수용액으로 탄산칼륨을 결정화 시킬 때는 수화물이 생긴다. 에탄올에 녹지 않는다, 산과 작용시키면 이산화탄소가 발생한다. 또한, 이산화탄소를 발생하면서 중탄산칼륨으로 변한다. 수산화칼륨 수용액을 반응조에 넣고, 교반하면서 이산화탄소를 불어넣어 탄산칼륨수용액을 만들고, 거른 후 증발, 건조시키거나, 탄산칼륨수용액에 다시 이산화탄소를 불어넣어 중탄산칼륨으로 결정을 만들어, 회전로를 사용하여 가수분해하여 얻는다. 또, 탄산나트륨을 제르브랑법과 비슷한 방법을 이용하는 경우도 있다. 즉, 염화나트륨 대신 염화칼륨과 진한 황산을 높은 온도에서 작용하여 환산칼륨으로 하고, 이것을 탄소로 환원시켜 황화칼륨으로 변화시켜 다시 탄산칼슘을 작용시키면 탄산칼륨과 황화칼슘이 생긴다. 이 생성물을 물에 담그면 탄산칼륨이 녹음에 따라 이것을 여과한 다음 증발, 건조시킨다. 칼리비누, 칼리유리, 광학유리 등의 제조원료, 염색, 가죽무두질, 사진, 분석시약과 의약품의 제제원료, 화학조작 등에 사용된다.

상기 탄산칼륨은 미네랄의 일종으로 칼륨을 공급하는 의약제제에 사용된다.

그후, 용융가열단계(S2)에서는 상기 조성물 혼합단계(S1)에서 혼합된 조성물을 용융로에 투입시켜 1600~1700℃에서 9시간 내지 13시간 동안 가열하여 규소와 탄산나트륨이 고온에서 반응하여 규산나트륨이 되도록 용융 가열한다.

이때, 각 혼합물의 용융점 이상의 온도로 가열하여 용융시키고, 규소와 탄산나트륨이 반응하여 규산나트륨이 되도록 한다.

그후, 용융물추출냉각단계(S3)에서는 상기 용융가열단계(S2)에서 규산나트륨과 탄산나트륨, 조개껍질에서 추출된 탄산칼슘 및 탄산칼륨으로 구성된 용융물을 추출하여 고형화되도록 냉각시킨다. 이때, 상기 용융물추출냉각단계(S3)에서는 영하 2도 내지 영하 3도의 온도에서 9시간 내지 13시간 동안 냉풍 건조시키는 것이 바람직하다.

그후, 상기 용융물 추출냉각단계(S3)에서 냉각되어 고형화된 용융물을 세척하는 세척단계(S4)를 수행한다. 상기 세척단계(S4)에서는 고형화된 용융물을 소정의 크기로 커팅하거나 파우더로 만든 후 기계세척을 수행하는 것이 바람직하다. 이때, 추후에 사용되는 제품가공의 용도 및 용해 구성에 따라 그 크기가 달라질 수 있으며, 분쇄를 하여 파우더로 만들 수 도 있다.

그후, 상기 세척단계(S4)에서 세척이 이루어진 용융물을 물에 투입하여 용해시키는 용해단계(S5)를 수행한다. 이때, 상기 용해단계(S5)에서는 2톤 용량의 탱크에 넣어 교감기를 이용하여 4시간 내지 8시간 동안 용해한 후, 24시간 내지 48시간 동안 정지된 상태에서 자연정제를 수행하는 것이 바람직하다.

그후, 상기 용해단계(S5)에서 용융물을 용해시킨 용해물을 불순물을 제거하도록 필터링 하는 필터링 단계(S6)를 수행한다. 이때, 상기 필터링 단계(S6)에서는 투명도 95 내지 100%가 되도록 필터링을 수행하는 것이 바람직하다.

그후, 상기 필터링 단계(S6)에서 불순물이 제거된 용해물을 음용수에 비중 1~1.02가 되도록 희석하는 음용수희석단계(S7)를 수행한다.

이에 따라, 규산나트륨으로 산화된 음용수를 알칼리화로 중화시키고, 탄산나트륨으로 음용수를 연수화 시키면서 규소의 원적외선이 방사되도록 한다.

상기와 같이 제조된 본 발명에 의한 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액을 비중이 1.02가 되도록 음용수에 희석하여 성분을 분석한 성분분석표를 표 1에서 살펴보면 다음과 같다.

분석시험항목	결과	방법
규소	8,690 ppm	몰리브덴블루흡광광도법
나트륨	458mg/100g	원자흡광광도법
철	0.20mg/100g	ICP발광분석법
칼슘	1.2mg/100g	ICP발광분석법
칼륨	0.3mg/100g	원자흡광광도법
마그네슘	0.3mg/100g	ICP발광분석법
망간	0.01mg/100g	ICP발광분석법
리튬	0.3 ppm	원자흡광광도법
불소	불검출	흡광광도법

상기 표 1에서와 같이 미네랄 물질인 나트륨, 철, 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 망간 및 리튬 성분이 음용하는 음용자에게 독소되지 않는 한계 내에서 잔존하여 미네랄이 풍부하고, 원적외선이 방출되면서 알칼리화 하는 규소가 다량 포함되어 산성화를 방지하면서 미네랄이 풍부하고 원적외선이 방출되어 인체에 유익함을 확인하였다.

첨부도면 도 2는 일반 수돗물과 본 발명의 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액에 각각 못을 담가 방치하여 시간이 경과됨에 따른 상태 결과를 확인하기 위해 시험한 사진이다.

도 2를 참조하면,

로 표시된 일반 수돗물 및

로 표시된 식품첨가 용액에 못을 담가 방치하여 5시간 경과 후 및 24시간 경과후 그 상태를 확인한 바, 일반 수돗물에서는 산화가 일어나는 반면, 본 발명의 식품첨가 용액에서는 산화가 일어나지 않음을 확인하였다.

첨부도면 도 3 및 도 4는 본 발명의 제조과정에서 고형화된 규소 조성물 결정체의 원적외선 평균 방사율을 나타내는 그래프이다.

물체는 여러 가지 형태로 에너지를 받아 이것을 다시 여러 가지 형태로 외부에 방사하고 있는데, 이를 원적외선이라 한다. 원적외선은 파장에 따라 파장 0.75㎛ 내지 4.0㎛의 근적외선과, 파장 4.0㎛ 내지 1000㎛의 원적외선으로 구분된다. 원적외선은 근적외선에 비해 광자에너지는 작지만 침투력은 강해서 생체 내부까지 도달할 수 있다.

상기 첨부도면 도 3 및 도 4에서는 흑체와 본 발명의 시료를 동일한 습도를 유지해서 파장 4.0㎛ 내지 1000㎛의 방사 스펙트럼을 측정함으로써 흑체와 시료의 방사도를 대비하였다.

상기에서 흑체와 대비한 이유는 들어오는 빛을 100% 흡수하고 에너지 방사능력이 최대인 물체를 의미하므로 흑체보다 더 큰 방사능을 나타내는 것은 없기 때문이다.

결국, 도 3 및 도 4에서 보이는 바와 같이 본 발명이 적용된 규소 조성물 결정체 시료에서 나타나는 방사도는 흑체의 방사도에 근접함을 알 수 있다.

본 출원인이 다수의 시험을 한 결과, 본 발명이 적용된 규소 조성물 결정체 시료에서 방사되는 원적외선은 인체에 무해할 뿐만 아니라 다양한 효능이 있을 것으로 예측되었다.

예를 들어, 악취제거, 동식물의 생장촉진, 동식물의 수명연장(금붕어 실험), 통증완화, 혈액순환 촉진, 수질정화, 면역력 상승, 기력상승, 음식물맛 변화, 중금속물질 피해 감소, 음식물 신선도 유지, 과일 당도 상승, 유해 전자파의 흡수 및 분산, 숙면, 방충, 체질 변화 등의 효과가 있을 것으로 기대된다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 규소 24~26 중량%, 탄산나트륨 65~69 중량%, 탄산칼륨 4~6 중량%, 조개껍질 분말 3~5 중량%를 혼합시키는 조성물 혼합단계와,
   상기 조성물 혼합단계에서 혼합된 조성물을 용융로에 투입시켜 1600~1700℃에서 9시간 내지 13시간 동안 가열하여 규소와 탄산나트륨이 고온에서 반응하여 규산나트륨이 되도록 용융 가열하는 용융가열단계와,
   상기 용융가열단계에서 규산나트륨과 탄산나트륨, 조개껍질에서 추출된 탄산칼슘 및 탄산칼륨으로 구성된 용융물을 추출하여 고형화되도록 영하 2도 내지 영하 3도의 온도에서 냉각시키는 용융물추출냉각단계와,
   상기 용융물 추출냉각단계에서 냉각되어 고형화된 용융물을 세척하되, 고형화된 용융물을 소정의 크기로 커팅하거나 파우더로 만든 후 기계세척을 수행하여 고형화된 용융물 표면의 불순물을 제거하는 세척단계와,
   상기 세척단계에서 세척이 이루어진 용융물을 물에 투입하여 용해시키는 용해단계와,
   상기 용해단계에서 용융물을 용해시킨 용해물을 불순물을 제거하도록 필터링 하는 필터링 단계와,
   상기 필터링 단계에서 불순물이 제거된 용해물을 음용수에 비중 1~1.02가 되도록 희석하는 음용수희석단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 용해단계에서는 탱크에 넣어 교감기를 이용하여 4시간 내지 8시간 동안 용해한 후,
   24시간 내지 48시간 동안 정지된 상태에서 자연정제를 수행하는 것을 특징으로 하는 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 필터링 단계에서는 투명도 95 내지 100%가 되도록 필터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 규소 조성물을 함유한 식품첨가 용액 제조방법.

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